1、1数字通信计算机仿真课程设计Digit Communication Computer Simulation Report学生所在学院： 学生所在班级：学生姓名：学生学号：教 务 处2011 年 7 月2一、 目的通过本次课程设计使学生深入理解和掌握调幅通讯系统的各个关键环节，包括调制、解调、滤波、传输、噪声对通信质量的影响等。在数字信号处理实验课的基础上更加深入地掌握数字滤波器的设计原理及实现方法。使学生对系统各关键点的信号波形及频谱有深刻的认识。二、 意义通讯技术的发展日新月异，本专业的学生不但需要掌握扎实的基础理论，而且还应特别注意实践能力的培养。本次设计是对学生综合能力的检验，它涉及三门
2、主干课程，包括通信原理 、 数字信号处理 、 C+语言程序设计 。通过本次设计对学生综合运用专业基础知识及软件设计能力也会有较大提高。三、设计内容本次设计的主要内容是用软件模拟 ASK 系统。原理如下所示：cos(2 fct) 白噪声 图 1 系统框图输入的信号可采用学号的后 4 位（例如 3199）进行编码作为基带信号。基带信号经过低通滤波后再与载波相乘进行调制，经过调制后的信号送入信道传输，在传输过程中，有用信号会受到各种信道噪声影响，我们用高斯白噪声模拟信道噪声。在接收端先经过带通滤波器提取信号，再采用相干解调恢复基带信号进而进行抽样判决，解调出传输的学号信息。四、设计要求1、 输入信号
3、的周期 T=1/200s，载波频率 fc 为 1000hz。2、 BPF 及 LPF 均采用有限长滤波器，用频率采样法或窗函数法设计，滤波器的阶数可选 32, 33, 63、64、127、128。LPF 及 BPF 的特性如下所示：如果采用频率采样设计法，其幅度频率响应特性曲线要求如下：LPFBPFLPF信号输入信号输出310.5 0 100 200 300 (hz)图 2 LPF 频率响应1000 1100 1200 1300(hz)图 3 带通滤波器频率响应如采用窗函数设计滤波器，窗函数最好选择汉宁窗、哈明或者布莱克曼窗：图 4 LPF 理想频响 理想带通频响3、 滤波在时域中用卷积实现。
4、4、 用 C+语言实现整个系统，并在屏幕上绘出各点的时域及频域图。5、 试验不同的噪声强度对系统的影响。五、 设计步骤1、设计滤波器。2、绘软件流程图。3、软件设计。4、软件调试。六、 程序流程1 设计 LPF，BPF，得到它们的单位冲激响应 h1(n)及 h2(n)。画出它们的时域图及频率特性。2 产生输入信号，以 fs 对输入信号进行抽样，每个码元用 fsT 个采样点表Hz1400 Hz11000 14004示，产生离散的基带信号 s(n)，画出 s(n)的时域图及频谱。3 基带信号进行低通滤波，滤波后的信号 b(n)=s(n)*h1(n)。画出 b(n)的时域图及频谱。注意：滤波后信号的
5、长度为 N+M-1，M 为输入信号的长度，N 为滤波器长度，为了消除滤波器延时特性的影响，可以去掉滤波后的序列的前(N-1)/2 点和最后的(N-1)/2 点，这样滤波后的序列长度仍然 M。后面的滤波也照此处理。4 对 b(n)进行调制得到 c(n)，c(n)=b(n)cos(2f cn/fs)，f s 为抽样频率。画出c(n)的时域图及频谱。5 对 b(n)迭加白噪声得到 d(n)，d(n)=c(n)+N(n) ，N(n)为白噪声。画出 d(n)的时域图及频谱。6 对 d(n)进行带通滤波得到 e(n)，e(n)=d(n)*h2(n)，画出 e(n)的时域图及频谱。7 对 e(n)进行相干解
6、调得到 f(n)，f(n)=e(n)cos(2f cn/fs)，画出 f(n)的时域图及频谱。8 对 f(n)进行低通滤波，滤波后的信号 g(n)=f(n)*h1(n)。画出 g(n)的时域图及频谱。七、 思考题1 改变滤波器带宽，观察各个点的信号波形有何变化，从理论上解释观察到的现象。为了避免码元干扰，滤波器应该具有什么特性？2 观察不同噪声强度对系统的影响？ 3 不同的抽样频率 fs 对系统有何影响，试验fs=8fc、f s=6.4fc、f s=4fc、f s=2fc 几种情况。4 滤波器采用不同的阶数对系统有何影响？5 用窗函数法设计滤波器，采用不同的窗函数，观察各个点的信号波形有何变化
7、，并且与频率采样法比较。八 课程设计论文撰写规范1 封面（统一规范）：设计名称 作者 班级 时间2 目录3 课程设计的目的和意义4 系统简介以及说明5 设计内容和理论依据包括（基带信号的产生、调制、滤波器设计过程、噪声信号的产生、相干解调、抽样判决）6 流程图7 实验结果（波形图）以及分析讨论8 课程设计总结9 参考文献（5 篇）5参考书目：1. 丁玉美，数字信号处理-第 2 版，西安电子科技大学出版社，20002. 樊昌信，通信原理-第 5 版，北京，国防工业出版社，2001 3. 陈维兴，C+面向对象程序设计教程，北京，清华大学出版社，20004. 王育坚，Visual C+面向对象编程教
8、程-第 2 版，北京-清华大学出版社，20075. 黄维通，Visual C+面向对象与可视化程序设计 -第 2 版，北京-清华大学出版社，2010。九 时间安排(19 -20 周)表 1 数字通信计算机仿真时间安排（通信电子专业）星期 上午 下午19 周一 集中讲解 J203 查阅收集资料周二 程序设计与调试（上机） 程序设计与调试（上机）周三 程序设计与调试（上机） 程序设计与调试（上机）周四 程序设计与调试（上机）周五 程序设计与调试（上机） 程序设计与调试（上机）20 周一 程序设计与调试（上机） 程序设计与调试（上机）周二 程序设计与调试（上机） 程序设计与调试（上机）周三 程序设计与调试（上机） 检查验收周四 检查验收 撰写报告周五 撰写提交报告 撰写提交报告注：上机地点安排：图文中心 四五机房， 电子通信
